2017 Fiscal Year Annual Research Report
レム睡眠のON/OFFを司る新規な細胞群に基づくレム睡眠のメカニズムと意義の解明
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17J00738
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
柏木 光昭 筑波大学, 人間総合科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | マウス / 睡眠 / 神経科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ネコを用いた大規模な破壊実験や薬理実験から、脳幹領域が睡眠覚醒に重要な役割を果たすことがかねてより示されているものの、その実行を担うニューロンの具体的なサブタイプやメカニズムについては現在でもあまりよく分かっていない。本研究では、脳幹領域の中でも選択的に発現パターンを示す遺伝子群に着目し、それらを発現するニューロン群が睡眠覚醒へ果たす役割を検討した。そのために、ニューロンの活動を直接操作し、睡眠覚醒への影響を直接観察することで、ニューロン集団が睡眠覚醒制御に果たす役割を探索した。具体的には、着目した遺伝子の下流で遺伝子組み換え酵素Creを発現するノックインマウスを導入し、さらに脳幹部位にCre酵素依存的にhM3Dq受容体を発現させるアデノ随伴ウイルスベクターを微量注入した。hM3Dq受容体は、マウスの内在性のリガンドには反応せず、人工リガンドCNO(clozapine-N-oxide)により一過性の神経発火を促す人工受容体である。このような手法を用いて、今回着目したニューロン群をCNO投与により活性化させたところ、レム睡眠量の減少が見られた。その一方、これらのニューロン群のみに破傷風毒素を発現させ活動を阻害したところ、活性化した時とは対照的にレム睡眠量が増加した。今回着目したニューロンは視床下部といった他の睡眠制御に関わる脳部位に投射していたことから、今後は投射パターンに着目し、詳細なレム睡眠制御メカニズムの解明に取り組む予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
レム睡眠の抑制を担うと考えられるニューロンに関して、その活動を実際に人為的に操作したことで、実際にレム睡眠が減少することを確認できた。加えて、これらのニューロンの機能阻害により、レム睡眠量が増加することも確認できた。これらのニューロンの投射パターンの解析も進んでおり、おおむね順調に進展しているものと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回着目したレム睡眠を抑制するニューロンは、視床下部といった他の睡眠制御に関わる脳部位に投射していたことから、今後は投射パターンに着目し、詳細なレム睡眠制御メカニズムの解明に取り組む予定である。また同様の手法を用いて、レム睡眠の誘導を担うニューロンに関しても遺伝学的同定に成功しており、解析を進める予定である。これらのマウスでは、任意のタイミングでレム睡眠の人為的な増減が可能である。既に述べた制御メカニズムの研究と並行して、今後は認知症モデルを導入し、レム睡眠の人為的増減により認知症症状を改善できるか試みる予定である。
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Research Products
(1 results)
